一级薄膜一级分子蒸馏的油处理装置

摘要

一级薄膜一级分子蒸馏的油处理装置，它包括一级薄膜处理系统、一级分子蒸馏系统、预热温控系统以及流量控制系统，所述一级薄膜处理系统的出油油路与一级分子蒸馏系统进油油路连通，一级薄膜处理系统与一级分子蒸馏系统均设有预热温控系统和流量控制系统，所述一级薄膜处理系统与一级分子蒸馏系统之间的连通油路也设有流量控制系统。本发明是一种能够从地沟油中自动化提纯甘油的流水线设备，它具有整体结构设计紧凑，控制精准，参数设定简单方便；可从地沟油中提纯高质量的甘油产品，并且具有生产效率高，非常适合对大批量地沟油的处理。

说明书

技术领域

本发明涉及油提纯技术，尤其涉及一级薄膜一级分子蒸馏的油处理装置。

背景技术

地沟油是一种质量极差、极不卫生的油品。一旦食用地沟油，它会破坏人们的白血球 和消化道黏膜，引起食物中毒，甚至致癌的严重后果。现在我国每年产生废油700万吨至 1400万吨，其中高达350万吨地沟油重上餐桌；尽管近年来对地沟油的管理越来越严格， 但在利益的驱使下仍有大量的地沟油流向了餐饮行业，只有为地沟油提供一个具有合理附 加值的生产与处理渠道才能从根本上解决上述问题。

地沟油的主要成分为脂肪酸甘油三脂,与天然油脂的成分非常接近，但含有大量比重较 大的杂质；目前地沟油再利用技术包括用于生物柴油、氢气等生物燃料或者润滑油等的生 产；由于这类新兴技术并不成熟以及产品质量差与生产成本高等因素，使得地沟油再利用 并不理想。

甘油是在工业、医药、日化等行业需求量均非常大的原料，至今为止，甘油的生产仍以 天然油脂为主要原料，其中约42％的天然甘油得自制皂副产，58％得自脂肪酸生产。采用 地沟油制备甘油比采用天然油脂具有明显的原材料成本优势，且能够很好地解决地沟油再 利用问题。

目前利用地沟油制备甘油的工业化生产条件尚不成熟，甘油的提纯主要来自于地沟油生 产燃料后的剩余产物，不仅成本高、工艺复杂，难以实现工业化，且生产的甘油也难以满 足相关领域的原料质量要求，例如中国专利ZL201310720341.1公开的一种地沟油制备生 物柴油的副产物粗甘油的纯化方法。当前从地沟油提纯甘油技术的主要问题是生产设备的 选择、设备控制、工艺参数以及产品质量控制等。

发明内容

本发明的目的是提供一级薄膜一级分子蒸馏的油处理装置，它具有控制自动化程度 高，产品分离效率高和可靠稳定的优点。

本发明是这样来实现的，一级薄膜一级分子蒸馏的油处理装置，其特征在于，它包括一 级薄膜处理系统、一级分子蒸馏系统、预热温控系统以及流量控制系统，所述一级薄膜处 理系统的出油油路与一级分子蒸馏系统进油油路连通，一级薄膜处理系统与一级分子蒸馏 系统均设有预热温控系统和流量控制系统，所述一级薄膜处理系统与一级分子蒸馏系统之 间的连通油路也设有流量控制系统。

所述一级薄膜处理系统包括预热器、薄膜蒸发器、第一冷凝器、第一重组分接收罐、 第一轻组分接收罐和第一缓冲罐，所述预热器的底部通过油管与原料箱连通，预热器的顶 部通过油管与薄膜蒸发器上部连通，薄膜蒸发器上部和下部分别与第一冷凝器和第一重组 分接收罐连通，第一冷凝器下部与第一轻组分接收罐连通；第一轻组分接收罐、第一重组 分接收罐和第一缓冲罐依次连通，并通过与第一缓冲罐相连的气压调节机组调节气压；所 述第一轻组分接收罐底部设有电动流量控制阀。

所述一级薄膜处理系统上的流量控制系统设置在预热器与原料箱的油管上，它包括阀 组、电动流量控制阀、流量控制器和转子流量计，电动流量控制阀和原料箱之间设有阀组， 电动流量控制阀和预热器之间设置转子流量计，转子流量计和电动流量控制阀之间电连接 有流量控制器，所述转子流量计的两端分别串联阀门后又与一阀门并联。

所述一级薄膜处理系统上的预热温控系统是在温控器的控制下，来自导热油进管的导 热油经过四通阀分别被泵入到预热器和薄膜蒸发器，导热油的流量经阀门调节，从预热器 和薄膜蒸发器排出的导热油再经四通阀进入到导热油出管。

所述一级分子蒸馏系统包括再热器、分子蒸馏器、第二冷凝器、冷井、第二重组分接 收罐、第二轻组分接收罐、第二缓冲罐和真空机组；所述再热器下端与第一重组分接收罐 相连通的油管上设有流量控制系统，再热器的上端与分子蒸馏器上部连通，分子蒸馏器下 部分别与第二冷凝器、第二重组分接收罐和第二轻组分接收罐连通，第二冷凝器与冷井液 性连通，冷井、第二缓冲罐和真空机组依次连通；所述第二冷凝器与冷井也与第二轻组分 接收罐连通，第二轻组分接收罐上部和第二重组分接收罐上部连通，第二轻组分接收罐上 部和第二重组分接收罐的底部均设置有电动流量控制阀。

所述再热器与第一重组分接收罐之间的流量控制系统包括阀组、电动流量控制阀、流 量控制器和转子流量计，电动流量控制阀和第一重组分接收罐之间设有阀组，电动流量控 制阀和再热器之间设置转子流量计，转子流量计和电动流量控制阀之间电连接有流量控制 器，所述转子流量计的两端分别串联阀门后又与一阀门并联。

所述一级分子蒸馏系统上的预热温控系统是在温控器的控制下，来自导热油进管的导 热油经过四通阀分别被泵入到再热器和分子蒸馏器，导热油的流量经阀门调节，从再热器 和分子蒸馏器排出的导热油再经四通阀进入到导热油出管。

所述分子蒸馏器的下部分别与循环水进管和循环水出管连通。所述第一冷凝器和第二 冷凝器的下端与上端均分别与循环水进管和循环水出管连通。所述冷井的顶部分别与冷冻 水进管和冷冻水出管连通.

本发明的有益效果为：本发明是一种能够从地沟油中自动化提纯甘油的流水线设备， 它具有整体结构设计紧凑，控制精准，参数设定简单方便；可从地沟油中提纯高质量的甘 油产品，并且具有生产效率高，非常适合对大批量地沟油的处理。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

在图中，1、原料箱 2、预热器 3、薄膜蒸发器 4、第一冷凝器 5、第一重组分 接收罐 6、第一轻组分接收罐 7、第一缓冲罐 8、再热器 9、分子蒸馏器 10、第二 冷凝器 11、冷井 12、第二重组分接收罐 13、第二轻组分接收罐 14、第二缓冲罐 15、 真空机组，16、气压调节机组 17、流量控制系统 18、预热温控系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明是这样来实现的，如图1所示，一级薄膜一级分子蒸馏的油处理装置，其特征 在于，它包括一级薄膜处理系统、一级分子蒸馏系统、预热温控系统18以及流量控制系 统17，所述一级薄膜处理系统的出油油路与一级分子蒸馏系统进油油路连通，一级薄膜 处理系统与一级分子蒸馏系统均设有预热温控系统18和流量控制系统17，所述一级薄膜 处理系统与一级分子蒸馏系统之间的连通油路也设有流量控制系统17。本发明采用一级 薄膜蒸发器和一级分子蒸馏蒸馏技术，在预热温控系统18和流量控制系统17的控制下， 将预处理后的地沟油中的甘油提纯，不仅控制简单方便，提纯效率和质量还大为提高，实 现了地沟油处理的工业化生产。

一级薄膜处理系统作为原料的一级提纯设备，一级薄膜处理系统的具体的结构是：它 包括预热器2、薄膜蒸发器3、第一冷凝器4、第一重组分接收罐5、第一轻组分接收罐6 和第一缓冲罐7，所述预热器2的底部通过油管与原料箱1连通，预热器2的顶部通过油 管与薄膜蒸发器3上部连通，薄膜蒸发器3上部和下部分别与第一冷凝器4和第一重组分 接收罐5连通，第一冷凝器4下部与第一轻组分接收罐6连通；第一轻组分接收罐6、第 一重组分接收罐5和第一缓冲罐7依次连通，并通过与第一缓冲罐7相连的气压调节机组 16调节气压；所述第一轻组分接收罐6底部设有电动流量控制阀，可定量控制甘油的排 出量，实现流水化生产。薄膜蒸发器3是一种蒸发器的类型，它的特点是物料液体沿加热 管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，优点是传热效率高，蒸发速度快，物料停留时间短， 因此特别适合热敏性物质的蒸发。薄膜蒸发器3优选采用旋转刮板膜蒸发器；并且薄膜蒸 发器3与物料接触部分均采用不锈钢制造，具有良好的耐腐蚀性能，经久耐用。

其中，对一级薄膜处理系统的工作控制与参数调节依赖于流量控制系统17和预热温控 系统18，所述一级薄膜处理系统上的流量控制系统17设置在预热器2与原料箱1的油管 上，具体的结构为，它包括阀组、电动流量控制阀、流量控制器和转子流量计，电动流量 控制阀和原料箱1之间设有阀组，电动流量控制阀和预热器2之间设置转子流量计，转子 流量计和电动流量控制阀之间电连接有流量控制器，所述转子流量计的两端分别串联阀门 后又与一阀门并联。

并且，所述一级薄膜处理系统上的预热温控系统18是在温控器的控制下，来自导热油 进管的导热油经过四通阀分别被泵入到预热器2和薄膜蒸发器3，导热油的流量经阀门调 节，从预热器2和薄膜蒸发器3排出的导热油再经四通阀进入到导热油出管。

一级薄膜处理系统通过气压调节机组16实现气体分离，工作压强控制在0.09pa左右， 能够有效防止整个生产过程中油脂被空气；它的工作原理是这样的，地沟油原理预处理后 被存储在原料箱1中，根据甘油提纯质量要求以及生产速度，通过电动流量控制阀和原料 箱1之间设有阀组控制原料的泵入流量，经电动流量控制阀、流量控制器和转子流量计构 成的流量调节反馈，合理设定原料进入预热器2的流量，并控制相关压力进行控制；原料 经预热器2预热后，进入薄膜蒸发器3中，通过薄膜蒸发器3提纯后的甘油经过第一冷凝 器4冷凝后存储在第一轻组分接收罐6中，被一级提存后的原料进入第一重组分接收罐5 中，然后进入一级分子蒸馏系统进行二级提纯；

预热器2和薄膜蒸发器3的温度均通过预热温控系统18控制，在温控器的控制下，分 别通过阀门控制流向预热器2和薄膜蒸发器3中导热油的流量，控制提纯所需的物理条件， 实现精细化、智能化的工业化生产。还在预热器2和薄膜蒸发器3设置了盘面温度计，利 于实现温度的及时反馈；

所述第一冷凝器4下端与上端均分别与循环水进管和循环水出管连通，通过调节位于 第一冷凝器4中循环水的流量控制冷凝速率，并结合盘面温度计将甘油提纯的冷凝温度控 制在较宜的区间。

一级分子蒸馏系统作为原料的二级提纯设备，它包括再热器8、分子蒸馏器9、第二冷 凝器10、冷井11、第二重组分接收罐12、第二轻组分接收罐13、第二缓冲罐14和真空 机组15；

所述再热器8下端与第一重组分接收罐5相连通的油管上设有流量控制系统17，再热 器8的上端与分子蒸馏器9上部连通，分子蒸馏器9下部分别与第二冷凝器10、第二重 组分接收罐12和第二轻组分接收罐13连通，第二冷凝器10与冷井11液性连通，冷井 11、第二缓冲罐14和真空机组15依次连通；

所述第二冷凝器10与冷井11也与第二轻组分接收罐13连通，第二轻组分接收罐13 上部和第二重组分接收罐12上部连通，第二轻组分接收罐13上部和第二重组分接收罐 12的底部均设置有电动流量控制阀。分子蒸馏器9的下部分别与循环水进管和循环水出 管连通。

分子蒸馏器9是一种在高真空下操作的蒸馏设备，这时蒸气分子的平均自由程大于蒸 发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物 进行分离。在一定温度下，压力越低，气体分子的平均自由程越大。当液体混合物沿加热 板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因 此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，遇到恰当设置在分子蒸馏器9内的冷凝 板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到 物质分离的目的。

其中，再热器8与第一重组分接收罐5之间的流量控制系统17包括阀组、电动流量控 制阀、流量控制器和转子流量计，电动流量控制阀和第一重组分接收罐5之间设有阀组， 电动流量控制阀和再热器8之间设置转子流量计，转子流量计和电动流量控制阀之间电连 接有流量控制器，所述转子流量计的两端分别串联阀门后又与一阀门并联。

其中，一级分子蒸馏系统上的预热温控系统18是在温控器的控制下，来自导热油进管 的导热油经过四通阀分别被泵入到再热器8和分子蒸馏器9，导热油的流量经阀门调节， 从再热器8和分子蒸馏器9排出的导热油再经四通阀进入到导热油出管。所述第二冷凝器 10的下端与上端分别与循环水进管和循环水出管连通。所述冷井11的顶部分别与冷冻水 进管和冷冻水出管连通。

一级分子蒸馏系统的工作原理是这样的，其中分子蒸馏器9优选采用刮板式分子蒸馏 器；在真空机组15的作用下，控制分子蒸馏器9工作在合适的真空度范围；经过一级薄 膜处理系统处理后的原料被存储在第一重组分接收罐5中，然后经电动流量控制阀和第一 重组分接收罐5之间设有阀组调节，并通过再热器8与第一重组分接收罐5之间的电动流 量控制阀、流量控制器和转子流量计反馈控制，实现原料泵入再热器8的流量精细化、自 动化控制，然后经再热器8加热的原料进入分子蒸馏器9内，分子蒸馏器9进一步提出原 料中的甘油，并通过第二冷凝器10和冷井11冷凝后存储于、冷井第二轻组分接收罐13 中，被二次提纯后的原料进入第二重组分接收罐12，可进一步作为其他化工产品的生产 的原料；分子蒸馏器9通过循环水来对内部的冷凝板进行降温。

位于一级分子蒸馏系统上的预热温控系统18的工作原理同上，第二冷凝器10通过循 环水降温，冷井11通过冷冻水降温，被分子蒸馏器9提纯分离的甘油经过第二冷凝器10 和冷井11双重冷凝，可使甘油提纯率达90％以上。

被一级薄膜处理系统和一级分子蒸馏系统提纯的甘油分别存储在第一轻组分接收罐6 和第二轻组分接收罐13中，利用第一轻组分接收罐6和第二轻组分接收罐13下部的电动 流量控制阀可及时控制甘油产品的排出，实现整个提纯设备的流水化生产。